浅谈市政工程中顶管技术的应用

2015-04-16司新峰石红卫

建材与装饰 2015年1期

关键词：顶管管道施工

司新峰石红卫

（洛阳市政建设集团有限公司河南洛阳 471000）

浅谈市政工程中顶管技术的应用

司新峰石红卫

（洛阳市政建设集团有限公司河南洛阳 471000）

随着城市化进程的不断加快，我国的市政工程显得尤为重要，城市居民和企业的生活以及工业用水所产生的排水压力越来越大，城市的地下排水管网基础设施也开始面临巨大的威胁。最近几年在市政工程的施工中，顶管技术的众多优点逐渐显现出来，被广泛应用在城建的施工建设中。本文通过对顶管技术施工特点的简单介绍，对顶管技术的应用进行重点分析，并就其施工工艺的问题展开讨论，以促进顶管施工质量水平的提高。

市政工程；顶管技术；应用

引言

在城市基础设施的建设中，地下管网建设是重要的组成部分，它关系着城市的能量和信息的传送。地下管网包含着自来水、电力、煤气、通讯设施、城市处理污水的系统等，如果要对他们进行新建、扩建并改建，就需要让技术人员安装安全的管道。传统的施工技术是挖槽埋管地下管线，这样会对地面的交通带来很大的影响，使原本就比较繁忙、拥挤的城市交通更加严重，给市民的生活、工作带来极大的不便，尤其是在人口相对比较密集、交通比较拥挤的地方，这种低端的开挖都是不允许的。面临这一问题，非开挖技术具有完全的优势，可以给城市施工建设提供经济、安全的施工方法。非开挖技术，是运用不开挖或少开挖的技术，对地下管线的更换或铺设进行施工的工艺。在这种情况下顶管技术发展起来，目前在国外已经被广泛运用，并在国内逐渐普及。

1 顶管施工技术的概述

1.1 简析顶管技术

顶管法，又称非开挖管道敷设技术，在施工建设中它不需要开挖面层，可以穿越有地下管线的河道、公路、铁路和地面构筑物。这种开挖敷设技术，可以大大节省工期及其投资。而且，顶管的施工技术还可以减少粉尘，降低噪音，是一种真正的高效率、无污染的施工技术。由于顶管施工法具有这么多方面的优点，因此得以在市政工程中，特别是在市政的管线工程中，被广泛的应用。从上述我们可以看出，顶管施工技术的震动和噪音低，对居民生活和环境干扰较小，不会对现有构筑物和管线的使用产生影响；对交通干扰较小，基本不影响地面活动；施工面占地面积小，从线缩成点；可以安全的穿过公路、建筑物、铁路、河流等，并在很深的水下、地下敷设管道，使工程的造价降低，使沿线的拆迁工作量减少。

1.2 顶管施工技术原理分析

顶管施工的原理是沿着需要施工的管段按照预设的方案来设置工作坑及接收坑，工作坑中设置坚固的后座，接好各种辅助设备后，吊进高压液压千斤顶将需要顶进的钢筋混凝土管，依照设计坡度缓慢顶进。利用注浆设备形成管道能在其中滑行前进的泥浆套，通过机头的导向，在顶进的同时做排土调整，直到将预制管道推到接收坑中。

1.3 顶管施工技术的优越性分析

从施工工序、地基施工以及施工进度等方面，可以比较出顶管施工技术的优越性。①在施工工序上，例如在铺设地下排水管道时，由于该种管道埋管较深，直径也比较大，使用传统施工方法在开挖土层后还要做支护和排水处理，这就使施工工序变得比较复杂。顶管施工技术虽然不能完全取消这些工序，但是像支护处理这类环节可以不必再采用，从而简化了施工工序。②工程进度，因为比传统开挖施工技术的施工工序少，开方及回填工作量都比较少，这在很大程度上缩短了工期，保证了工程在规定期限内按质按量的完成，不至于过分影响地面交通。③在地基施工方面，由于顶管法施工采取的是管道置换同体积土方的方法，不会过度搅动土层，对防止管道地基发生沉降的现象有很好的效果。

2 顶管施工技术要点

2.1 前期准备

在对顶管进行施工之前，要严格进行施工现场的勘查，仔细观察施工地的车流和人流情况、排水系统的建设，以及施工现场的通讯、电力、煤气等管道。在路口设立导向牌，安排专人指挥交通，临时关停或搬迁相应的设备设施。同时，根据当地的地质资料，了解施工场地的水面标高数据、地下水来源、受潮汐影响等；了解土层的力学参数、物理性质及分布状况；了解含砂量、细度、级配关系，勘测岩层的裂隙发育情况等。并结合资料，运用各种施工技术手段，对施工地进行勘察，充分满足顶管施工实施中的各种需求。

2.2 顶管施工工序

①穿墙，在打开穿墙闷板后把工具管顶到井外，同时安装穿墙止水的装置，主要技术施工措施是在穿墙管内填纸筋粘土，粘土要夯压密实，或者填上低强度水泥粘土，来临时性地挡土阻水。在工作井工具进行管穿墙之前，还要对穿墙管的外侧，采取注浆以便固结的措施。②顶管出洞。从工作井中，把第一节管子和顶管机破出洞口，封门进入土中，这在顶管的作业中是非常需要注意的问题。正常情况下顶管前的过程，作为顶管技术中非常关键的工序，非常容易发生事故。为了防止管线偏斜，要积极采取工具管调零的方法，在工具管下的井壁上要加设支撑。如果发现有下跌，要马上采用主顶油缸来进行纠偏，在出洞工具前，要预先对初始角设定一个弥补下跌的措施。③注浆减阻。在顶管的施工过程中，还有一个非常重要的技术措施，用压注触变的泥浆来充分填充管道的空隙，给泥浆形成一道保护套，这样可以大大支撑地层，有效地减少顶进阻力，减少地面的沉降。在整个施工的过程中，要压浆工程的顶管尾部、机头，同时进行顶进工作；然后进行跟踪，及时给混凝土的管道与中续间的适当位置进行补浆，来补充在顶进中的泥浆的损失部位。④顶管纠偏。在机头偏离设计的轴线后，通过设置对后面部位的纠偏及千斤顶组的利用，来改变机头的端面方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶进。

3 顶管技术施工应用分析

3.1 安管

待平基混凝土强度达到5MPa以上时，平基浇筑后才能安管。安管前必须放出复测平基标高和管道中心线，安管时管道两侧用混凝土管枕卡牢或净石子垫稳，管道坡度一定要符合设计标准，严格对管内底高程进行控制，该项必须达到100%的合格率，安管的中心线的位移和相邻的管内口底错口需要符合安管的偏差要求；在安管后，复测标高完全符合规范要求之后，再进行浇筑混凝土管管座和管座立模。管座的肩宽和肩高一定要符合规范的要求，蜂窝麻面的面积不能超过1%。而且，护管混凝土要用溜槽来下料，用插入式振捣器及平板振捣器振捣密实，施工要按照设计要求的规范，控制其顶面高程和宽度。

3.2 管道铺设和接口施工

在管道进场后，材料员、质检人员要及时对管道的质量进行检查，如果存在有质量上的问题要坚决退还。U-PVC管采用人工下管，并用手拉葫芦予以就位。在铺设U-PVC管时，要将插口顺着水流的方向，承口逆着水流的方向。在进行接口时，要先清理干净承口的内壁，并在承口的内壁和插口的橡胶圈上涂润滑剂，然后把承插口端的中心轴线对齐。橡胶圈要放置在管道插口第二和第三根肋之间的槽内，在接口时，要仔细注意橡胶圈是否到位：一般到位的情况下，承口和插口接触会发生碰撞的声音。在安装时，不得带动已经安装好的管节，一定要做到相连管节对准中心，使标高符合要求，管节垫实且稳定，而且承口和插口之间的间隙小于规范的要求。在拉力放松的情况下，管节没有回弹的情况，如果不合格则要重新排管。

3.3 采用砖砌井

在底板被浇筑之后，要及时的定位放样，然后对井体进行砌筑。要检查井砌筑，必须采用挤浆法，不能出现通缝现象，要做到灰缝平整、砂浆饱满、井内流槽应平顺；井壁之间要相互垂直，室顶板安装前一定要先座浆，转角井流槽要弧顺；抹面要平整压光，不能出现裂缝和空鼓现象，井内壁粉刷要分两道来进行。检查井盖的板座一定要铺砌牢固，四周要仔细夯实，盖板顶面标高要和路面相一致。有一部分检查井是落底井，落底为50cm，一部分是流槽井，井内流槽要在井壁砌至管顶以下，进行砌筑。

3.4 闭水试验

所有的无压力管道都被要求在沟槽覆土以前，进行闭水试验，并且在闭水合格后才能填土。要对给水管道全部进行闭水压力试验，设计其工作压力为0.4MPa，管道试验的压力是0.8MPa。试验可以利用管节两端的窨井来当做闭水水头，使水头在上游管道内顶的2m以上部位。在进行闭水试验前要先灌水24h，充分浸透管道，把水加到标准高度，并仔细观察水位的下降值。如果在0.5h以内，水位在规范允许值内下降，那么闭水试验合格。

3.5 回填沟槽

在管道闭水试验合格后，要及时进行沟槽回填。回填前要先把管沟清理干净，不得将草袋、木料等滞留在沟内。同时，要排除沟底积水，避免带水回填，防止出现“弹簧土”。回填土一般采用粉土，不能包含有腐砖头、植土、草根等杂物。回填要对称，每层的高度不能高于30cm，还要用蛙式或人工打夯机分层及时夯实。回填土的密实度检测工作要认真做好，上一层土检测合格后才能进行下一层土的回填。